CN112433055A - 一种基于报告基因方法检测pvrig抗体的生物学活性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于报告基因方法检测PVRIG抗体的生物学活性的方法,本方法基于荧光素酶报告基因法,通过对PVRIG/PVRL2信号通路的分析,建立了一种抗PVRIG单克隆抗体的功能活性检测方法,可以用于抗PVRIG单克隆抗体的快速评价和大规模筛选。本方法的准确度和精确度高,而且特异性较强,可用于检测抗PVRIG单克隆抗体到的生物活性,以实现对该靶点药物的快速评价和大规模筛选。
Description
技术领域
本申请涉及生物药活性检测领域。更具体地,本申请涉及一种基于报告基因方法检测PVRIG抗体的生物学活性的方法。
背景技术
在肿瘤微环境中,肿瘤抗原的持续刺激能够引起T细胞耗竭,即T细胞失活的状态,共抑制分子诸如PD-1、LAG-3、TIM-3以及TIGIT的表达会上调。目前,靶向这些免疫检查点抑制剂的治疗方法正广泛用于肿瘤的治疗中。
脊髓灰质炎病毒受体相关免疫球蛋白结构域(PVRIG,又被称为CD112R)是一个新兴的共抑制免疫检查点蛋白,在逆转细胞耗竭和增强NK细胞活化中起着重要的作用。PVRIG属于nectin和nectin样家族,家族成员还包括TIGIT、DNAM-1(又名CD226)和CD96。PVRIG在NK和T细胞表面有表达,在激活的T细胞表面表达会进一步上调。PVRIG的配体PVRL2(又名CD112)表达于抗原递呈细胞和多种肿瘤细胞的表面,结合PVRIG后引起T细胞和NK细胞活化的抑制。PVRL2同时也是CD226的配体,后者可以激活T细胞和NK细胞。与CD226相比,PVRL2与PVRIG具有更高的亲和力,所以在正常情况下,PVRL2主要通过结合PVRIG从而抑制NK和T细胞的活化。通过抗PVRIG的单克隆抗体阻断PVRIG/PVRL2信号通路,恢复T细胞和NK细胞的免疫杀伤功能,能够发挥良好的治疗效果,具有很好的临床应用前景。
目前应用于免疫检查点抑制剂的抗体药物活性的传统检测方法具有许多缺点。例如,基于蛋白水平或细胞水平的竞争实验,可以通过受体和配体之间的结合检测抗体的阻断能力。这种方法虽适用于大规模筛选,但其主要缺点是并不能检测受体下游的信号通路的变化,并不能真正反映抗体的活性。例如,利用新鲜分离的外周血单个核细胞(PBMC)检测免疫检查点抑制剂对细胞增殖以及细胞因子分泌的影响。这种分析方法的主要缺点是实验材料难以获得,而且分离PBMC的实验操作复杂,实验周期至少需要3到5天,时间成本和人力成本较高。更重要的是,由于不同献血者之间PBMC的差异,实验结果很容易产生较大的差异,影响实验人员对结果的判断。因此,需要针对PVRIG阻断性抗体开发更有效且更适合大规模筛选的活性检测方法。
靶向PVRIG通路的抗体目前并没有一种很好的适用于大规模筛选的抗体活性检测方法。因此,提供一种高通量的方法来检测抗PVRIG单克隆抗体的阻断活性是很有必要的。近些年,报告基因方法由于其高效的实验过程及准确的实验结果已被细胞生物学广泛使用以研究基因表达及其它与基因表达相关的细胞学事件。萤火虫荧光素酶是一个61kDa的单体蛋白,以ATP•Mg2+为共同底物催化荧光素的氧化反应。在形成氧化荧光素过程中,通过电子转移将化学能转化为光能,具有检测速度快、灵敏度高、稳定性好、线性范围广等优点。
PVRIG作为一个新兴的免疫检查点,与其配体PVRL2结合后抑制T细胞活化的方式类似于PD-L1与PD-1结合后对T细胞的抑制作用。利用荧光素酶报告基因方法所构建的细胞筛选模型,建立抗PVRIG单克隆抗体的生物活性测定方法,从而对其进行评价和筛选,可以作为此类药物早期研发过程中的一种有效措施。
本发明通过将人PVRIG全长基因片段与NFAT-RE-luc2P基因片段共同连入同一个载体,实现PVRIG蛋白和荧光素酶蛋白的共同表达,解决了不同基因由不同启动子控制导致二者表达量不一致而影响实验结果的问题。同时,通过构建人工抗原递呈细胞避免了在实验体系中需要额外加入抗CD3抗体的问题,从而使实验体系更简单,而且T细胞的激活情况更接近于天然状态。
发明内容
本发明提供一种抗PVRIG单克隆抗体的生物活性检测方法。本方法基于荧光素酶报告基因法,通过对PVRIG/PVRL2信号通路的分析,建立了一种抗PVRIG单克隆抗体的功能活性检测方法,可以用于抗PVRIG单克隆抗体的快速评价和大规模筛选。
为实现上述目的,本发明提供以下技术方案:
作为本发明优选的技术方案,过表达人PVRIG蛋白和NFAT反应元件荧光素酶报告基因(NFAT-RE-luc2P)的PVRIG效应细胞和过表达PVRL2蛋白和抗CD3抗体ScFv结构域(OKT3-ScFv)的PVRL2人工抗原递呈细胞由上海药明生物技术有限公司生物新药研发服务业务部生物部构建。
本发明还提供了一种抗PVRIG单克隆抗体的生物活性检测方法,取PVRIG效应细胞和PVRL2人工抗原递呈细胞与待测样品混合后共孵育,通过荧光素酶报告基因法检测抗PVRIG抗体的生物活性,所述待测样品为抗PVRIG单克隆抗体。
作为本发明优选的技术方案,所述PVRIG效应细胞的构建方法包括如下步骤:
步骤1:将人PVRIG全长基因片段插入到含有NFAT-RE-luc2P的慢病毒表达载体,并与pLP1、pLP2和pLP/VSVG三质粒混合转染293FT细胞,从而包装成慢病毒颗粒。
步骤2:用携带有人PVRIG全长基因和NFAT-RE-luc2P的慢病毒感染Jurkat细胞,培养于含10%胎牛血清的RPMI-1640完全培养基中,置于37℃、5% CO2培养箱中培养,细胞密度不超过2×106 个/mL。
步骤3:待细胞生长稳定后,通过磁珠筛选的方法富集PVRIG阳性的细胞。
作为本发明优选的技术方案,所述PVRL2人工抗原递呈细胞的构建方法包括如下步骤:
步骤1:将人PVRL2全长基因片段插入到慢病毒表达载体,并与pLP1、pLP2和pLP/VSVG三质粒混合转染293FT细胞,从而包装成慢病毒颗粒。
步骤2:用携带有人PVRL2全长基因的慢病毒感染人工抗原递呈细胞,培养于含10%胎牛血清的F12K完全培养基中,置于37℃、5% CO¬2培养箱中培养,细胞汇合度不超过80%。
步骤3:待细胞生长状态稳定后,通过极限稀释法挑取单克隆细胞。
作为本发明优选的技术方案,所述抗PVRIG单克隆抗体与PVRIG效应细胞的结合能力测定方法包括如下步骤:
步骤1:PVRIG效应细胞与一系列浓度梯度的Anti-PVRIG BMK在4℃孵育1小时。
步骤2:洗涤细胞后加入荧光标记的二抗检测Anti-PVRIG BMK与PVRIG效应细胞的结合。
步骤3:荧光强度测定:细胞的平均荧光强度用流式细胞仪检测。
步骤4:数据处理:细胞的平均荧光强度用FlowJo软件进行分析。
作为本发明优选的技术方案,所述测定方法包括如下步骤:
步骤1:取对数生长期的PVRL2人工抗原递呈细胞,消化、离心,调整细胞密度为4×105个/mL,接种100 μL细胞悬液于96孔板(Greiner-655090)每孔中,并于37 ℃、5% CO2培养箱中培养过夜。
步骤2:第二天,用RPMI-1640完全培养基配制不同浓度的待测抗体,从66.7 nM开始,4倍稀释至0.016 nM。同时,取对数生长期的PVRIG效应细胞,离心,调整细胞密度为4×105 个/mL。将含有PVRL2人工抗原递呈细胞的96孔板培养上清弃掉,每孔加入50 μL PVRIG效应细胞悬液和50 μL稀释好的抗体溶液,每个条件平行设置两个复孔,于37 ℃、5% CO2培养箱中培养孵育5~6小时。
步骤3:提前将发光底物取出置于室温。待样品孵育结束后,将96孔板取出置于室温放置10分钟。每孔加入50 μL发光底物,室温避光平衡3~5分钟。
步骤4:使用EnVision多功能酶标仪读取每孔的荧光强度,以相对光单位表示。
步骤5:以不加抗体的空白对照组读值为基础,将其它所有读值与空白对照组平均值作比较,比值用倍比变化表示。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
目前应用于免疫检查点抑制剂的抗体药物活性的传统检测方法具有许多缺点。例如,基于蛋白水平或细胞水平的竞争实验,不能检测受体下游的信号通路的变化,并不能真正反映抗体的活性。例如,利用新鲜分离的外周血单个核细胞(PBMC)检测免疫检查点抑制剂对细胞增殖以及细胞因子分泌的影响。这种分析方法的实验材料难以获得,而且分离PBMC的实验操作复杂,时间成本和人力成本较高。且由于不同献血者之间PBMC的差异,实验结果很容易产生较大的差异,影响实验人员对结果的判断。
本发明提供了一种抗PVRIG单克隆抗体功能活性检测方法。本发明基于荧光素酶报告基因的方法,通过对PVRIG/PVRL2信号通路的分析,建立了一种抗PVRIG单克隆抗体的功能活性检测方法,可以用于抗PVRIG单克隆抗体的快速评价和大规模筛选。本方法的准确度和精确度较高,而且特异性较强,可用于检测抗PVRIG单克隆抗体到的生物活性,以实现对该靶点药物的快速评价和大规模筛选。
附图说明
图1是本发明实施例1中PVRIG效应细胞表达PVRIG的水平。
图2是本发明实施例1中PVRL2人工抗原递呈细胞表达PVRL2的水平。图中黑色曲线代表空白细胞,灰色区域代表荧光标记的相应抗体与对应细胞共孵育后的染色结果
图3是本发明实施例1中PVRL2人工抗原递呈细胞表达OKT3-ScFv的水平。图中黑色曲线代表空白细胞,灰色区域代表荧光标记的相应抗体与对应细胞共孵育后的染色结果。
图4是本发明实施例2中Anti-PVRIG BMK与PVRIG效应细胞结合能力的拟合曲线。
图5是本发明实施例3中PVRIG/PVRL2阻断活性检测系统的示意图。
图6是本发明实施例3中抗PVRIG抗体的阻断活性检测(相对光单位)结果。
图7是本发明实施例3中抗PVRIG抗体的阻断活性检测(倍比变化)结果。
图8是本发明实施例4中抗PVRIG抗体阻断PVRL2与细胞表面PVRIG结合的检测结果。
具体实施方式
以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解,这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。
实施例1工程细胞的构建
过表达人PVRIG蛋白和NFAT反应元件荧光素酶报告基因(NFAT-RE-luc2P)的Jurkat细胞池PVRIG效应细胞由上海药明生物技术有限公司生物新药研发服务业务部生物部构建。通过将人PVRIG全长基因片段插入到含有NFAT-RE-luc2P的慢病毒表达载体,并与pLP1、pLP2和pLP/VSVG三质粒混合转染293FT细胞,从而包装成慢病毒颗粒。用携带有人PVRIG全长基因和NFAT-RE-luc2P的慢病毒感染Jurkat细胞,培养于含10%胎牛血清的RPMI-1640完全培养基中,置于37℃、5% CO2培养箱中培养,细胞密度不超过2×106个/mL。待细胞生长稳定后,通过磁珠筛选的方法富集PVRIG阳性的细胞。
过表达PVRL2蛋白和抗CD3抗体ScFv结构域(OKT3-ScFv)的PVRL2人工抗原递呈细胞由上海药明生物技术有限公司生物新药研发服务业务部生物部构建。通过将人PVRL2全长基因片段插入到慢病毒表达载体,并与pLP1、pLP2和pLP/VSVG三质粒混合转染293FT细胞,从而包装成慢病毒颗粒。用携带有人PVRL2全长基因的慢病毒感染人工抗原递呈细胞CHOK1-OKT3-ScFv,培养于含10%胎牛血清的F12K完全培养基中,置于37℃、5% CO¬2培养箱中培养,细胞汇合度不超过80%。待细胞生长状态稳定后,通过极限稀释法挑取单克隆细胞。
PVRIG效应细胞表达PVRIG的情况如图1所示。PVRL2人工抗原递呈细胞表达PVRL2和OKT3-ScFv的情况如图2和图3所示。
实施例2抗体的获得
抗人PVRIG抗体Anti-PVRIG BMK由上海药明生物技术有限公司生物新药研发服务业务部蛋白科学部构建、表达并纯化。该抗体的全长序列根据Compugen公司专利US20180244774中已经披露的克隆号为CHA.7.518.1的序列合成。人IgG4同型对照抗体Human IgG4的可变区序列由上海药明生物技术有限公司生物新药研发服务业务部杂交瘤部发现,全长抗体由蛋白科学部进行构建、表达并纯化。
通过流式细胞术方法检测抗体与表达PVRIG效应细胞的结合。PVRIG效应细胞与一系列浓度梯度的Anti-PVRIG BMK在4℃孵育1小时。洗涤细胞后加入荧光标记的二抗检测Anti-PVRIG BMK与PVRIG效应细胞的结合。细胞的平均荧光强度用流式细胞仪检测,并用FlowJo软件进行分析。
抗PVRIG阳性抗体Anti-PVRIG BMK与PVRIG效应细胞的结合检测结果如图4所示。抗体Anti-PVRIG BMK与PVRIG效应细胞具有很强的结合能力,且结合作用具有剂量依赖性。
实施例3 PVRIG/PVRL2阻断活性检测
取对数生长期的PVRL2人工抗原递呈细胞,消化、离心,调整细胞密度为4×105 个/mL,接种100 μL细胞悬液于96孔板(Greiner-655090)每孔中,并于37 ℃、5% CO2培养箱中培养过夜。 第二天,用RPMI-1640完全培养基配制不同浓度的待测抗体,从66.7 nM开始,4倍稀释至0.016 nM。同时,取对数生长期的PVRIG效应细胞,离心,调整细胞密度为4×105 个/mL。将含有PVRL2人工抗原递呈细胞的96孔板培养上清弃掉,每孔加入50 μL PVRIG效应细胞悬液和50 μL稀释好的抗体溶液,每个条件平行设置两个复孔,于37 ℃、5% CO2培养箱中培养孵育5~6小时。
提前将发光底物取出置于室温。待样品孵育结束后,将96孔板取出置于室温放置10分钟。每孔加入50 μL发光底物,室温避光平衡3~5分钟。使用EnVision多功能酶标仪读取每孔的荧光强度,以相对光单位表示。以不加抗体的空白对照组读值为基础,将其它所有读值与空白对照组平均值作比较,比值用倍比变化表示。
应用报告基因方法评估抗PVRIG抗体阻断活性的示意图如图5所示。人工抗原递呈细胞与效应细胞相互作用,通过OKT3-ScFv结合效应细胞表面的CD3和T细胞复合物从而激活效应细胞,而PVRL2与PVRIG结合启动共抑制信号。抗PVRIG抗体结合效应细胞表面的PVRIG,阻断其配体PVRL2的结合,促进配体与共刺激受体CD226的结合,从而恢复效应细胞的活化状态,报告信号增强。
抗PVRIG抗体的阻断活性检测结果如图6和图7所示。在抗PVRIG抗体存在的条件下,PVRIG效应细胞与PVRL2人工抗原递呈细胞共培养。抗PVRIG抗体显示出了对效应细胞的活化作用,且这种作用具有剂量依赖性。而同型对照抗体则没有任何作用。
实施例4 抗PVRIG抗体阻断PVRIG/PVRL2的结合
将含His标签的PVRIG蛋白用包被于96孔高吸附酶标板中,4℃孵育过夜。次日,封闭酶标板后,每孔加入不同浓度的抗PVRIG抗体与恒定浓度的含小鼠Fc标签的PVRL2蛋白,室温孵育1小时。之后加入辣根过氧化物酶标记的山羊抗小鼠Fc抗体。室温孵育0.5小时后,每孔加入TMB显色液进行显色。
抗PVRIG抗体阻断PVRL2与PVRIG结合的检测结果如图8所示。抗PVRIG抗体能够阻断PVRL2与PVRIG的结合,且具有浓度依赖性,而同型对照抗体则没有阻断作用。
报告基因方法基于抗体与配体竞争的原理,通过阻断PVRL2与PVRIG的结合恢复T细胞的活化,在细胞水平检测了抗体对T细胞的活化作用,更能反映抗体真实的功能活性。
Claims (9)
1.一种基于报告基因方法检测PVRIG抗体的生物学活性的方法,其特征在于,将PVRIG效应细胞和PVRL2人工抗原递呈细胞与待测样品混合后共孵育,通过荧光素酶报告基因法检测抗PVRIG单克隆抗体的生物学活性。
2.一种基于报告基因方法检测PVRIG抗体的生物学活性的方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、构建PVRIG效应细胞和PVRL2人工抗原递呈细胞;
步骤二、测定抗PVRIG单克隆抗体与PVRIG效应细胞的结合能力:将PVRIG效应细胞与待测样品孵育,加入荧光标记的二抗检测抗体与PVRIG效应细胞的结合,通过流式细胞仪检细胞的平均荧光强度,分析数据;
步骤三:将PVRIG效应细胞和PVRL2人工抗原递呈细胞与抗PVRIG单克隆抗体混合后共孵育,加入发光底物,使用酶标仪读取荧光强度;
步骤四:以不加抗体的空白对照组读值为基础,将步骤三所得读值与空白对照组平均值作比较,获得荧光强度的倍比变化,确定抗PVRIG单克隆抗体的生物学活性。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,步骤一中构建PVRIG效应细胞的具体方法为:
(1)将人PVRIG全长基因片段插入到含有NFAT-RE-luc2P的慢病毒表达载体,与pLP1、pLP2和pLP/VSVG三质粒混合转染293FT细胞;
(2)用步骤(1)所得慢病毒感染Jurkat细胞;在含10%胎牛血清的RPMI-1640完全培养基中培养,培养箱37℃、5% CO2;细胞密度不超过2×106 个/mL;
(3)通过磁珠筛选的方法富集PVRIG阳性的细胞。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,步骤一中构建PVRL2人工抗原递呈细胞的具体方法为:
(1)将人PVRL2全长基因片段插入到慢病毒表达载体,与pLP1、pLP2和pLP/VSVG三质粒混合转染293FT细胞;
(2)用步骤(1)所得慢病毒感染人工抗原递呈细胞;在含10%胎牛血清的F12K完全培养基中培养,培养箱37℃、5% CO2,细胞汇合度不超过80%;
(3)通过极限稀释法挑取单克隆细胞。
5.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述PVRL2人工抗原递呈细胞的接种密度为3×105 ~5×105个/mL。
6.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述PVRIG效应细胞的接种密度为3×105 ~5×105个/mL。
7.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述待测样品为所述待测样品为抗PVRIG单克隆抗体,浓度为0 nM~66.7 nM。
8.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,PVRIG效应细胞和PVRL2人工抗原递呈细胞与待测样品于37 ℃、5% CO2培养箱中共孵育5~6小时。
9.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述发光底物为:萤火虫荧光素酶。
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